2 Технологический раздел

2.1 Технические и технологические характеристики основного оборудования блока ректификации фракций н.К. 80 0с (дип) абсорбционно-газофракционирующей установки (агфу)

К основным аппаратам газофракционирующих установок следует отнести ректификационные колонны и абсорберы с необходимым дополнительным оборудованием: конденсаторами, емкостями, подогревателями и холодильниками. И те и другие в конструктивном оформлении имеют много общего [1].

Для разделения смеси газов, рефлюксов, бензинов на составляющие компоненты на установке АГФУ‒1 используется процесс ректификации – многократного испарения и конденсации компонентов смеси в колоннах непрерывного действия тарелочного типа.

В зависимости от числа получаемых продуктов при разделении многокомпонентных смесей на АГФУ‒1 используются колонны К‒6,К‒7, ‒8, К‒40, К‒41 с получением двух нефтепродуктов и ректификационная колонна К‒10 с получением трех нефтепродуктов.

В каждой колонне имеется отпарная секция, расположенная ниже ввода сырья – тарелки питания. Целевым продуктом отпарной секции является жидкий кубовый остаток. Концентрационная секция расположена в колоннах над тарелкой питания.

Целевым продуктом концентрационной секции К‒10 являются пары ректификата – верхний нефтепродукт.

Для обеспечения нормальной работы ректификационных колонн обязательна подача орошения наверх колонны с выводом и конденсацией верхнего нефтепродукта. В низ колонн подводится тепло через рибойлеры у К‒6, К‒7, К‒8, К‒40, К‒41 или посредством «горячей струи кубового продукта через печи П‒2, П‒3 у К‒10.

Тарельча­тая ректификаци­онная колонна представлена на рисунке 5 [5].

1 – опорная обечайка; 2 – днище; 3 – вер­тикальный корпус;

4 – крышка; 5 – отбойное устройство; 6 – тарелки; 7 – устройство для ввода сырья

Рисунок 5 – Тарельча­тая ректификаци­онная колонна

Тарельчатые колонны состоят, как правило, из вер­тикального корпуса 3, сферической или эллиптической крышки 4, днища 2 и жестко скрепленной с корпусом опорной обечайки 1 цилиндрической или конической формы. Использование кони­ческих опор для высоких колонн небольшого диаметра способствует повышению их устойчивости и уменьшению нагрузки на опорную поверхность фундаментного кольца. Внутри корпуса колонны смонтированы тарелки 6, устройство 7 для ввода сырья, отбойное устройство 5 и штуце­ры для жидкости и пара [4, 5].

Известно, что затраты при ректификации определяются преимущественно флегмовым числом и числом тарелок в колонне. Для близкокипящих компонентов с малой относительной летучестью эти параметры особенно велики. Поэтому из общих капитальных и эксп­луатационных затрат на газофракционирование существенная часть приходится на разделение фракций i–С₄–н–С₄ и i–C₅–н–С₅. В этой связи на НПЗ часто ограничиваются фракционированием предельных газов без разделения фракций С₄ и выше.

Технические характеристики колонны деизобутанизатор К‒8 представлены в таблице 1.

Таблица 1 ‒ Технические характеристики колонны деизобутанизатора К‒8

Наименование оборудования (тип, наименование аппарата, назначение и т.д.)		Номер позиции по схеме, индекс		Коли‒чество, шт.		Материал		Методы защиты металла обору‒дования от коррозии	Технологическая характеристика
Колонна	К‒8		1		Корпус: 09Г2С‒15 Днище: 09Г2С‒15		наружная грунтовка и покраска			Н = 67396 мм Д = 2800 мм V = 750,5 м3 110 трапецевидно‒клапанных тарелок Ррасч. = 9,9 кгс/см2 Трасч. стенки =100 0С

Одним из основных факторов, определяющих качество получаемых продуктов на ГФУ, является правильный выбор способа контакта и его конструктивного оформления. В промышленности применяют различные виды ректификационных тарелок, что объясняется многообразием технологических задач и индивидуальностью химических процессов. Контактные устройства должны обеспечивать интенсивный тепло– и массообмен паровой и жидкой фаз, иметь невысокие и одинаковые по площади гидравлические сопротивления. В технологии газоразделения получили распространение колпачковые тарелки с круглыми колпачками, желобчатые и с S–образными элементами, клапанные, ситчатые, струйные и решетчатые провального типа и др.

В зависимости от внутреннего устройства, обеспечивающего контакт между восходящими парами и нисходящей жидкостью, на установке АГФУ‒1 используются ректификационные колонны с трапециевидно‒клапанными и центробежными тарелками – в К‒6,трапециевидно‒клапанными тарелками – в К‒7, клапанными тарелками в К‒8, К‒40, К‒41 и трапециевидно‒ клапанными тарелками – в К‒10.

Клапанные тарелки широко применяют в нефтехимиче­ской промышленности. Основные их преимущества – способ­ность обеспечить эффективный массообмен в большом интервале рабочих нагрузок, несложность конструкции, низкая металлоем­кость и невысокая стоимость [5, 6].

Клапанные тарелки изготовляют с дисковыми и прямоуголь­ными клапанами, тарелки работают в режиме прямоточного или перекрестного движения фаз. В отечественной промышленности наиболее распространены клапанные прямоточные тарелки с ди­сковыми клапанами. На клапанной прямоточной тарелке в шах­матном порядке расположены отверстия, в которых уста­новлены саморегулирующиеся дисковые клапаны диаметром 50 мм, способные подниматься при движении пара (газа) на высоту до 6 – 8 мм.

Дисковый клапан снабжен тремя направляющими, располо­женными в плане под углом 45°, две из этих направляющих имеют большую длину. На диске клапана штамповкой выполнены спе­циальные упоры, обеспечивающие начальный зазор между дис­ком и тарелкой, что исключает возможность прилипания клапана к тарелке (рисунок 6, положение I).

При небольшой производитель­ности по пару поднимается легкая часть клапана (рисунок 6, поло­жение II) и пар выходит через щель между клапаном и полотном тарелки в направлении, противоположном направлению движе­ния жидкости по тарелке. С увеличением скорости пара клапан поднимается и зависает над тарелкой (рисунок 6, положение III), a пар барботирует в жидкость через кольцевую щель под клапаном. При дальнейшем росте производительности по пару клапан зани­мает положение, при котором пар выходит в направлении движе­ния жидкости, уменьшая разность уровней жидкости на тарелке (рисунок 6, положение IV). При этом короткая направляющая фиксируется в специальном вырезе на кромке отверстия, обеспечивая заданное положение клапана при его подъеме.

Рисунок 6 – Клапанно – прямоточная тарелка

Эффективность клапанных прямоточных тарелок (КПД) составляет 0,70 – 0,85, F < 2,5 (м/с)(кг/м³)^‒0,5, диапазон устойчивой работы 3,5. В области саморегулируемой работы тарелки обладают относительно небольшим гидравлическим сопротивлением.